Законы Сохранения в Механике

Виды механической энергии
потенциальная кинетическая

Определение и формула кинетической энергии

• Кинетической энергией называется энергия, которой обладает тело вследствие своего движения.

2. Закон Сохранения Механической Энергии

Запишем уравнение кинематики:

2. Закон Сохранения Механической Энергии

Умножим обе части равенства на mg, получим:

После преобразования получим:

2. Закон Сохранения Механической Энергии

Рассмотрим ограничения, которые были сформулированы в законе сохранения полной механической энергии. Что же происходит с механической энергией, если в системе действует сила трения? В реальных процессах, где действуют силы трения, наблюдается отклонение от закона сохранения механической энергии.

Потенциальная энергия упруго деформированного тела

2. Закон Сохранения Механической Энергии

Например, при падении тела на Землю сначала кинетическая энергия тела возрастает, поскольку увеличивается скорость. Возрастает и сила сопротивления, которая увеличивается с возрастанием скорости. Со временем она будет компенсировать силу тяжести, и в дальнейшем при уменьшении потенциальной энергии относительно Земли кинетическая энергия не возрастает. Это явление выходит за рамки механики, поскольку работа сил сопротивления приводит к изменению температуры тела. Нагревание тел при действии трения легко обнаружить, потерев ладони друг о друга.

2. Закон Сохранения Механической Энергии

Таким образом, в механике закон сохранения энергии имеет довольно жесткие границы. Изменение тепловой (или внутренней) энергии возникает в результате работы сил трения или сопротивления. Оно равно изменению механической энергии. Таким образом, сумма полной энергии тел при взаимодействии есть величина постоянная (с учетом преобразования механической энергии во внутреннюю). Энергия измеряется в тех же единицах, что и работа. В итоге отметим, что изменить механическую энергию можно только одним способом - совершить работу.